【备战2022】高考物理选择题专项练习集：双缝干涉的条纹间距与波长的关系(成都专栏)

这是一份【备战2022】高考物理选择题专项练习集：双缝干涉的条纹间距与波长的关系(成都专栏)，共12页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（共19小题；共76分）
1. 用单色光完成“杨氏双缝干涉实验”，光屏上形成的图样是
A. B.
C. D.

2. 两盏普通白炽灯发出的光相遇时，我们观察不到干涉条纹，这是因为
A. 两盏灯亮度不同B. 灯光的波长太短
C. 两灯光的振动情况不同D. 电灯发出的光不稳定

3. 关于光的干涉和衍射现象，下述说法正确的是
A. 光的干涉现象遵循波的叠加原理，衍射现象不遵循波的叠加原理
B. 光的干涉条纹是彩色的，衍射条纹是黑白相间的
C. 光的干涉现象说明光具有波动性，光的衍射现象说明光具有粒子性
D. 光的干涉和衍射现象都是光波叠加的结果

4. 双缝干涉实验装置如图所示，双缝间距离为 d，双缝到像屏间距为 l，调整实验装置使像屏上见到清晰的干涉条纹，关于该干涉条纹及改变条件后干涉条纹的变化情况，下列叙述中正确的是
A. 屏上所有亮线都是从双缝出来的两列光波的波峰与波峰叠加形成的，而所有暗线是波谷与波谷叠加形成的
B. 若将像屏向右或向左平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹
C. 若将双缝间距 d 减小，像屏上两相邻明条纹间距变小
D. 若改用频率较大的色光进行实验，在其他条件不变的前提下，像屏上两相邻暗条纹间距变大

5. 用红光做杨氏双缝干涉实验时，在屏上能观察到明暗相间且间隔相等的红色干涉条纹。现用一张不透明的纸将其中的一个狭缝挡住，则在屏上可以观察到
A. 一片红光
B. 和狭缝宽度相当的一条红色亮线
C. 明暗相间但间隔不等的红色条纹
D. 仍是原来形状的红色条纹，但其中的亮条纹比原来稍暗些

6. 某次实验中，测得第一级明条纹和第三级明条纹相距 4.0×10−2 m，若双缝间距为 0.1 mm，缝到屏的距离为 l=4.0 m，则光波的波长为
A. 8.0×10−8 m B. 5.0×10−7 m C. 1.5×10−8 m D. 1.0×10−7 m

7. 在杨氏干涉实验中，若两缝之间的距离稍为加大，其他条件不变，则干涉条纹将
A. 变密B. 变疏C. 不变D. 消失

8. 无线电波的干涉可用于飞机降落导航。如图所示，两个可发射无线电波的天线 a 、 b 固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝。天线 a 发出波长为 λ1 和 λ2 的无线电波，同时天线 b 也发出波长为 λ1 和 λ2 的无线电波。无线电波在空间发生干涉，强弱分布稳定。飞机降落的过程中，当接收到 λ1 和 λ2 的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。下列说法中正确的是
A. 导航利用了 λ1 与 λ2 两种无线电波之间的干涉
B. 天线 a 、 b 必须相对于飞机跑道对称
C. λ1 与 λ2 两列无线电波必须一样强
D. 两种无线电波的波长之比应为整数比

9. 一束平行光照射在双缝上，在缝后屏上得到干涉条纹，下列说法中不正确的是
A. 增大双缝到屏的距离，条纹间距变大
B. 入射光波长变短，光强不变，条纹间距不变
C. 入射光频率变化时条纹间距跟着变化
D. 在水里做该实验，同样条件下的条纹间距会变化

10. 在“观察光的干涉现象”实验中，用白光入射双缝时，在光屏上可观察到彩色条纹，若用红色和绿色玻璃各档住一条缝，则在光屏上可以观察到
A. 黄色的干涉条纹B. 绿色的干涉条纹
C. 红绿相间的条纹D. 两种色光叠加，但无干涉条纹

11. 在“观察光的干涉现象”实验中，用白光入射双缝时，在光屏上可观察到彩色条纹，若用红色和绿色滤光片各挡住一条缝，则在光屏上可以观察到
A. 黄色的干涉条纹B. 绿色的干涉条纹
C. 红绿相间的条纹D. 两种色光叠加，但无干涉条纹

12. 下列图中属于双缝干涉图象的是
A. B.
C. D.

13. 在杨氏双缝实验中，若两缝之间的距离稍微加大，其他条件不变，则干涉条纹将
A. 变密B. 变疏C. 不变D. 消失

14. 图示为双缝干涉的实验示意图，光源发出的光经滤光片成为单色光，然后通过单缝和双缝，在光屏上出现明暗相间的条纹。若要使干涉条纹的间距变大，在保证其他条件不变的情况下，可以
A. 将光屏移近双缝
B. 更换滤光片，改用波长更长的单色光
C. 增大单缝与双缝的间距
D. 将光源向双缝移动一小段距离

15. 如图是双缝干涉实验装置的示意图，S 为单缝，S1 ， S2 为双缝，P 为光屏。用绿光从左边照射单缝 S 时，可在光屏 P 上观察到干涉条纹。下列说法中正确的是
A. 减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小
B. 增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大
C. 将绿光换为红光，干涉条纹间的距离减小
D. 将绿光换为紫光，干涉条纹间的距离增大

16. 蓝光光盘是利用波长较短的蓝色激光读取和写入数据的光盘，而传统 DVD 光盘是利用红色激光来读取和写入数据。对于光存储产品来说，蓝光光盘比传统 DVD 光盘的存储容量大很多。如图所示为一束由红、蓝两单色激光组成的复色光从水中射向空气中，并分成 a 、 b 两束，则下列说法正确的是
A. 用 a 光可在光盘上记录更多的数据信息
B. b 光在水中传播的速度较 a 光大
C. 使用同种装置，用 a 光做双缝干涉实验得到的条纹间距比用 b 光得到的条纹间距宽
D. 增大水中复色光的入射角，则 a 光先发生全反射

17. 双缝干涉实验的装置如图所示，绿光通过单缝 S 后，投射到具有双缝的挡板上，双缝 S1 和 S2 与单缝 S 的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹，屏上 O 点距双缝 S1 和 S2 的距离相等，P 点是距 O 点最近的第一条亮条纹。如果将人射光换成其他色光，则下列说法中正确的是
A. 若将入射光换成红光，则在 O 点将出现红光的亮条纹
B. 若将入射光换成紫光，则在 O 点不可能出现紫光的亮条纹
C. 若将入射光换成红光，则红光的第一条亮条纹在 P 点的下方
D. 若将入射光换成紫光，则紫光的第一条亮条纹在 P 点的上方

18. 用双缝观察光的干涉时，已知双缝到光屏上一点 P 的距离之差为 0.6 μm，若分别用频率为 f1=7.5×1014 Hz，f2=5×1014 Hz 的单色光照射双缝，则 P 点出现明暗纹的情况是
A. 用 f1 照射时出现明纹，用 f2 照射出现暗纹
B. 用 f1 照射时出现明纹，用 f2 照射出现明纹
C. 用 f1 照射时出现暗纹，用 f2 照射出现明纹
D. 用 f1 照射时出现暗纹，用 f2 照射出现暗纹

19. 在杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是
A. 用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹
B. 用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹
C. 用紫光作为光源，中央明条纹宽度是两边条纹宽度的 2 倍
D. 在实验装置不变的情况下，红光条纹间距小于蓝光的条纹间距

二、双项选择题（共10小题；共40分）
20. “不经历风雨怎么见彩虹”，彩虹的产生原因是光的色散，如图所示为太阳光射到空气中的小水珠发生色散形成彩虹的光路示意图，a 、 b 为两种折射出的单色光，以下说法正确的是
A. a 光光子能量大于 b 光光于能量
B. 在水珠中 a 光的传播速度大于 b 光的传播速度
C. 用同一双缝干涉装置看到的 a 光干涉条纹间距比 b 光宽
D. 如果 h 光能使某金属发生光电效应，则 a 光也一定能使该金属发生光电效应

21. 用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为 Δx。下列说法中正确的是
A. 如果增大单缝到双缝间的距离，Δx 则将增大
B. 若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹
C. 如果增大双缝到光屏之间的距离，Δx 将增大
D. 如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距离，Δx 将增大

22. 关于双缝干涉实验下列说法中正确的是
A. 不同的色光有可能产生干涉现象
B. 不同的色光不可能产生干涉现象
C. 光的强度不同有可能产生干涉现象
D. 光的强度不同不可能产生干涉现象

23. 如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，某同学用黄色滤光片时得到一个干涉图样，为了使干涉条纹的间距变宽，可以采取的方法是
A. 换用紫色的滤光片B. 换用红色的滤光片
C. 使光源离双缝距离近一些D. 使光屏离双缝距离远一些

24. 某学习小组为探究影响干涉条纹宽度的因素，在实验室用蓝光做了双缝千涉实验，在光屏上呈现出蓝、暗相间的平行条纹，设相邻两条蓝条纹间的距离为 Δx，你认为以下结论中正确的是
A. 单缝到双缝间的距离越大，Δx 就越大
B. 双缝之间的距离越大，Δx 就越大
C. 双缝到光屏之间的距离越大，Δx 就越大
D. 双缝之间的距离越小，Δx 就越大

25. 在杨氏双缝干涉实验中，下列说法正确的是
A. 在 S1 、 S2 中垂线上 O 点处一定是明条纹
B. 只减小 S1 、 S2 的距离相邻明条纹间距增大
C. 只减小挡板与屏的距离相邻明条纹间距增大
D. 只改变单色光的颜色相邻明条纹间距不变

26. 如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝 S 时，在光屏 P 上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以
A. 增大 S1 与 S2 的间距B. 增大双缝屏到光屏的距离
C. 将绿光换为红光D. 将绿光换为紫光

27. 平行玻璃砖横截面如图，一束复色光斜射到玻璃砖的上表面，从下表面射出时分为 a 、 b 两束单色光，则下列说法正确的是
A. 在玻璃中传播时，a 光的传播速度较大
B. 若用 a 、 b 两种光分别照射处于基态的氢原子，如果 a 光能使得基态氢原子发生跃迁，则 b 光也一定能使基态氢原子发生跃迁
C. 在通过同一双缝干涉装罝，a 光的相邻亮条纹中心间距较大
D. 增大入射光在上表面的入射角，在下表面 b 光先发生全反射

28. 用同一光电管研究 a 、 b 两种单色光产生的光电效应，得到光电流 I 与光电管两极间所加电压 U 的关系如图。则这两种光
A. 照射该光电管时 a 光使其逸出的光电子最大初动能大
B. 从同种玻璃射入空气发生全反射时，a 光的临界角大
C. 通过同一装置发生双缝干涉，a 光的相邻条纹间距大
D. 通过同一玻璃三棱镜时，a 光的偏折程度大

29. 如图所示一束光通过三棱镜折射后分成 a 、 b 、 c 三束单色光
A. 三束光在真空中传播速度间的关系是 vaΔxc

三、多项选择题（共1小题；共4分）
30. 如图所示的 4 种明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样（黑色部分表示亮纹）。则
A. 属于衍射图样的是 a 和 c
B. 属于干涉图样的是 a 和 c
C. a 图对应的光的波长比 c 图对应的光的波长更大
D. 从左到右的 a 、 b 、 c 、 d 四幅图对应的色光的顺序是红光、紫光、蓝光、黄光
答案
第一部分
1. A
【解析】用单色光完成“杨氏双缝干涉实验”，光屏上形成的图样是平行等距、明暗相间的条纹。
2. C
【解析】两个不同的光源发出的光或同一个光源的不同部分发出的光振动情况往往是不同的，由点光源发出的光或同一列光分出的两列光其振动情况是相同的。
3. D
4. B
5. C
6. B
【解析】由公式 Δx=ldλ 有 λ=Δxdl，Δx=a3−1=2×10−2 m，l=4.0 m，d=0.1 mm=10−4 m，得 λ=5.0×10−7 m。
7. A
【解析】根据公式 Δx=Ldλ，若两缝之间的距离稍为加大，即 d 变大，则 Δx 变窄，即干涉条纹变密，故A正确。
8. B
9. B
【解析】根据 Δx=Ldλ，可得增大双缝到屏的距离 L，条纹间距变大，故A正确；
入射光的强度与入射光的波长无关，故入射光的强度改变，但波长变短时，条纹间距减小，故B错误；
入射光的频率改变时，入射光的波长就发生改变，则条纹间距会随之发生改变，故C正确；
在水里做双缝于涉实验，使光的传播速度变小，由于光的频率不变，故波长变小，所以条纹间距变小，故D正确。
10. D
11. D
【解析】在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），在另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），由于红光和绿光的频率不同，则屏上两种色光叠加，但不能发生干涉，故D正确，A、B、C错误。
12. A
【解析】双缝干涉条纹等间距，单缝衍射条纹是不等间距，即中央宽、两边窄的明暗相间的条纹，可知A正确，B、C、D错误。
13. A
【解析】根据公式 Δx=Ldλ，若两缝之间的距离稍微加大，即 d 变大，则 Δx 变窄，即干涉条纹变密，故A正确，BCD错误。
14. B
【解析】因干涉条纹间距 Δx=Ldλ，要使增大 Δx，需 L 增大，A 项错；λ 增大，B 项对，增大单缝与双缝间距 Δx 不变，C 项错，将光源向双缝移动也不影响 Δx，D 错。
15. B
16. C
【解析】A．由图可知 b 光的偏折程度大，则 b 光的折射率大，所以 b 光为蓝光，用 b 光可在光盘上记录更多的数据信息，选项A错误；
B．b 光的折射率大，根据 n=cv 可知 b 光在水中传播的速度较 a 光小，选项B错误；
C．a 光的折射率小，波长大，根据 Δx=Ldλ 可知使用同种装置，用 a 光做双缝干涉实验得到的条纹间距比用 b 光得到的条纹间距宽，选项C正确；
D．a 光的折射率小，根据 sinC=1n 可知 a 光的临界角大，增大水中复色光的入射角，则 a 光后发生全反射，选项D错误。
17. A
18. C
19. A
【解析】用红光作为光源，当光程差为红光波长的整数倍是时表现红色亮条纹，当光程差为红光半个波长的奇数倍时，呈现暗条纹，则出现红黑相间的条纹，故A正确；
由于白光是复合光，故当光程差为紫光波长的整数倍的位置表现为紫色亮条纹，当光程差为红光波长的整数倍位置表现红色亮条纹，故屏上呈现明暗相间的彩色条纹，故B错误；
用紫光作为光源，出现紫黑相间的条纹，是等宽、等亮的条纹，故C错误；
红光波长大于蓝光的波长，根据条纹间距公式 Δx=Ldλ，红光条纹间距大于蓝光的条纹间距，故D错误。
第二部分
20. B， C
【解析】由图可看出 b 光的偏折程度大，则推出 b 光的频率、折射率大，波长小。由光子能量公式 E=hν 得 a 光光子能量小；由公式 v=cn 得 a 北在水珠中的传播速度大；由公式 Δx=Ld⋅λ 得 a 光干涉条纹间距大；频率越大，越易发生光电效应，因此 b 光能发生光电效应，a 光不一定能。综上分析，B、C正确。
21. B， C
22. B， C
23. B， D
【解析】由于干涉条纹间距为：Δx=Ldλ 可知，为了使干涉条纹的间距变宽，可以换用波长较长的红色滤光片，也可以使光屏离双缝距离远一些。故BD正确。
24. C， D
【解析】双缝干涉的条纹间距 Δx=Ldλ，其中 L 是指屏和双缝之间的距离，d 两缝之间距离，λ 是指入射光的波长，则有：
Δx 与单缝到双缝间的距离无关，故A错误；
如果增大双缝之间的距离，使 d 增大，故 Δx 变小，故B错误；
如果增大双缝到光屏之间的距离，L 增大，Δx 将增大，故C正确；
双缝之间的距离越小，则 Δx 就越大，故D正确。
25. A， B
【解析】根据光程差为半个波长的整数倍时，即为明条纹，若是半个波长的奇数倍时，即为暗条纹，故A正确；
根据双缝干涉条纹的间距公式 Δx=Ldλ 知，减小双缝间的距离，即 d 变小，则干涉条纹间距增大，故B正确；
根据双缝干涉条纹的间距公式 Δx=Ldλ 知，减小双缝到屏的距离，即 L 减小，干涉条纹间距减小，故C错误；
根据双缝干涉条纹的间距公式 Δx=Ldλ 知，改变单色光的颜色，即改变波长，则干涉条纹间距变化，故D错误。
26. B， C
【解析】在波的干涉中，干涉条纹的间距 Δx=Ldλ，由公式可得，条纹间距与波长、屏之间的距离成正比，与双缝间的距离 d 成反比，故要增大间距，应减小 d，或增大双缝屏到光屏的距离，或增大光的波长，故BC正确，AD错误。
27. A， C
【解析】光从空气斜射到玻璃，在玻璃上表面发生折射时，a 光偏折角小，所以 a 光的折射率较小，由 v=cn 分析可知在玻璃中传播时，a 光的传播速度较大，故A正确；
a 光的折射率较小，频率较小，由 E=hν 知 a 光的光子能量较小。若用 a 、 b 两种光分别照射处于基态的氢原子，如果 a 光能使得基态氢原子发生跃迁，a 光光子的能量正好等于两个能级之差，而 b 光光子能量不一定等于两个能级之差，根据玻尔理论可知：b 光不一定能使基态氢原子发生跃迁。故B错误；
a 光的折射率较小，频率较低，波长较长，根据双缝干涉条纹间距公式 Δx=Ldλ 知，a 光的相邻亮条纹间距较大，故C正确；
由于光射到玻璃砖下表面时的入射角等于上表面的折射角，由光路可逆性原理可知，光一定能从下表面射出，不会发生全反射，故D错误。
28. B， C
29. B， C
【解析】A．所有光在真空中传播速度相同，故A错误；
B．由光路图可知，三束光折射率关系为 na>nb>nc，
由 sinC=1n 可知，由水斜射入空气发生全反射时的临界角关系为 Canc 可知，三束光的频率关系为 νa>νb>νc，因此若能发生光电效应，则 a 光照射时产生的光电子最大初动能最大，故C正确；
D．由 νa>νb>νc 可知，λc>λb>λa，由 Δx=Ldλ 可知，干涉间距条纹关系为：
Δxa